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Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala CALORIMETRIA 01. Um bloco de alumínio com 600 g de massa deve ser aquecido de 10 ºC até 150 ºC. Sendo de 0,22 cal/g.ºC o calor específico do alumínio, calcule: a) A quantidade de calor que o bloco deve receber; b) A sua capacidade térmica. 02. Quantas calorias perderá a massa de dois quilogramas de água, quando sua temperatura baixar de 50 ºC para 20 ºC ? 03. (EFOCB) A quantidade de calor que se deve fornecer a um quilograma de uma substância para elevar de 5,0 ºC é igual a 3000 cal. Qual o calor específico da substância, em cal/g. ºC? 04. (UE – CE) Cedem-se 684 cal a 200 g de ferro que estão a uma temperatura de 10 ºC. Sabendo que o calor específico do ferro vale 0,114 cal/g.ºC, qual a temperatura final do ferro ? 05. Um corpo de massa 300 g é aquecido através de uma fonte cuja potência é constante e igual a 400 cal por minuto. O gráfico ilustra a variação da temperatura num determinado intervalo de tempo. Pede-se o calor específico da substância que constitui o corpo. 06. Um aquecedor eleva a temperatura de 360 g de água de 25 ºC para 30 ºC em 30 segundos. Para aumentar a temperatura de 900 g de álcool de 20 ºC para 30ºC, qual o tempo necessário a este mesmo aquecedor? Dados: cágua = 1 cal/g. ºC; cálcool = 0,6 cal/g. ºC 07. Dois corpos, A e B, são aquecidos, separadamente, pela mesma fonte de calor que fornece 120 cal/min. A massa do corpo A é 600 gramas e a do corpo B, 200 gramas. Analisando o gráfico abaixo, verifica-se que o calor específico do corpo A (cA) e o calor específico do corpo B (cB) obedecem à relação: a) cA = cB/9 b) cA = cB/6 c) cA = cB/3 d) cA = 2cB e) cA = 3cB T(ºC) 50 30 20 0 50 t(min) A B 08. Um corpo tem capacidade térmica igual a 18 cal/ºC e o calor específico do material que o constitui é igual a 0,12 cal/g. ºC. Qual a massa desse corpo? 09. Uma manivela é usada para agitar a água (massa de 100 g) contida em um recipiente termicamente isolado. Para cada volta da manivela é realizado um trabalho de 0,1 J sobre a água. Qual o número necessário de voltas para que a temperatura da água aumente 1 ºC? (1 cal = 4,2 J) 10. Aquecem-se massas iguais de água e óleo lubrificante a partir de 30 ºC, fornecendo-lhes simultaneamente iguais quantidades de calor sensível. O calor específico do óleo é 0,5 cal/g.ºC. Para um acréscimo de 20 ºC na temperatura da água, qual o acréscimo correspondente na temperatura do óleo? 11. O gráfico representa a variação de temperatura de uma amostra de 20 g de um líquido, a partir de 0 ºC, em função do calor por ela absorvido. O calor específico cL do líquido e o seu calor específico cG fase gasosa guardam a seguinte relação: a) cL = cG b) cL = cG/2 c) cL = 2. cG d) cL = 2. cG/3 e) N.d.a. T(ºC) 0 1000 3000 4000 Q(cal) 120 80 12. Um bloco metálico de 200 g de massa, a 100 ºC, é introduzido num calorímetro, de capacidade térmica desprezível, que contém 500 g de água a 12 ºC. Determine o calor específico do metal que constitui o bloco, sabendo que o equilíbrio térmico se estabelece a 20 ºC. 13. (UFLA – MG) Num calorímetro de capacidade térmica 10 cal/ºC, tem-se uma substância líquida de massa 200 g, calor específico 0,2 cal/g.ºC a 60 ºC. Adiciona-se nesse calorímetro uma massa de 100 g e de calor específico 0,1 cal/g.ºC à temperatura de 30 ºC. Qual a temperatura de equilíbrio ? 14. Um calorímetro de capacidade térmica 40 cal/ºC contém 110g de água (calor específico = 1,0 cal/g.ºC) a 90 ºC. Qual a massa de alumínio (calor específico = 0,20cal/g.ºC) a 20ºC que devemos colocar nesse calorímetro para esfriar a água a 80 ºC? 15. Três amostras de um mesmo líquido são introduzidas num mesmo calorímetro adiabático de capacidade térmica desprezível: uma de 12 g a 25 ºC, outra de 18 g a 15 ºC e a terceira de 30 g a 5 ºC. Calcule a temperatura do líquido quando se estabelecer o equilíbrio térmico no interior do calorímetro. 40 0 15 t(min) T(ºC) Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 16. Um recipiente de capacidade térmica 50 cal/ºC contém 200 g de água a 40 ºC. Introduz-se no recipiente 50 g de gelo a 0 ºC. Admitindo que não há trocas de calor com o ambiente, qual a temperatura final de equilíbrio? 17. Um pedaço de gelo de 150g à temperatura de – 20ºC é colocado dentro de uma garrafa térmica contendo 400 g de água à temperatura de 22 ºC. São dados: cgelo = 0,50 cal/g.ºC cágua = 1,0 cal/g.ºC Lfusão = 80 cal/g Considerando a garrafa térmica como um sistema perfeitamente isolado e com capacidade térmica desprezível, pode-se dizer que, ao atingir o equilíbrio térmico, o sistema no interior da garrafa apresenta-se como: a) Um líquido a 10,5 ºC b) Um líquido 15,4 ºC c) Uma mistura de sólido e líquido a 0 ºC d) Um líquido a 0 ºC e) Um sólido a 0 ºC 18. (UEFS/2015.1) Uma amostra de 1.0kg de chumbo é aquecida a 80°C e depositada em um calorímetro contendo 400.0g de água, inicialmente a 20°C. Considerando-se a capacidade calorífica do recipiente igual a 20 cal/oC e os calores específicos do chumbo e da água iguais, respectivamente, a 0,03cal/g°C e 1.0cal/g°C, conclui-se que a temperatura final de equilíbrio do sistema, em °C, é igual a a) 36 b) 32 c) 28 d) 24 e) 20 19. Quando vários corpos com diferentes temperaturas são colocados em contato, há uma tendência de as partículas transferirem e equalizarem as suas agitações. Com o passar do tempo todos os corpos irão adquirir uma única temperatura, denominada temperatura de equilíbrio térmico. Considere uma mistura de 0,8kg de água a 60oC com 1,2kg de água a 20oC. Baseado nessas informações, a temperatura de equilíbrio atingida pela mistura é igual, em oC, a A) 16 B) 20 C) 36 D) 48 E) 52 20. (UNIT/2014.1).Um bloco de gelo com massa de 300,0g, a -30°C, é introduzido em um calorímetro ideal que contem 500,0g de água a 50°C, ao nível do mar. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é igual a 80cal/g e os calores específicos do gelo e da água são, respectivamente, iguais a 0,5cal/g °C e 1,0cal/g °C, é correto afirmar que a temperatura final de equilíbrio, em °C, será igual a a) zero b) 10 c) 30 d) 55 e) 60 21. (ENEM 2015) As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores que provocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em que um fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera. Qual propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência? a) Alto calor específico. b) Alto calor latente de fusão. c) Baixa condutividade térmica. d) Baixa temperatura de ebulição. e) Alto coeficiente de dilatação térmica. 22. (UNEB-BA) Dispõem-se de 200 g de gelo a – 10 ºC que recebem calor continuamente de uma fonte. Sendo a temperatura final do conjunto igual a 10 ºC e dados cgelo = 0,5 cal/g.ºC, Lfusão = 80 cal/g e cágua = 1 cal/g.ºC, pode-se afirmar que a quantidade de calor total recebida é igual a: a) 20.000 cal b) 16.000 cal c) 4.000 cal d) 19.000cal e) 2.000 cal 23. (Enem 2006) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o espaço. O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em torno de 1 W/m2. Isso significa que a Terra acumula, anualmente, cerca de 1,6 × 1022 J. Considere que a energia necessáriapara transformar 1 kg de gelo a 0°C em água líquida seja igual a 3,2 × 105 J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para derreter o gelo nos pólos (a 0°C), a quantidade de gelo derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre a) 20 e 40. b) 40 e 60. c) 60 e 80. d) 80 e 100. e) 100 e 120. Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 24. (Enem 2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30°C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25°C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0,833. 25. (Enem 2015) Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura. Tipo de selo Variação de temperatura A menor que 10% B Entre 10% e 25% C Entre 25% e 40% D Entre 40% e 55% E maior que 55% Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa,duas amostras de água, uma a 10 °C e outra a 40 °C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 °C. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada? a) A b) B c) C d) D e) E 26. (Enem 2019) Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal.g- 1.°C-1, e sua temperatura inicial era de 20 °C. Quantidade por porção de 10 g (2 castanhas) Valor energético 70 kal Carboidratos 0,8 g Proteínas 3,5 g Gorduras totais 3,5 g Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento? a) 25 b) 27 c) 45 d) 50 e) 70 GABARITO 01. a) 18480 cal; b) 132 cal/ºC 02. 60 kcal 03. 0,60 04. 40 ºC 05. 0,5 cal/gºC 06. 90 07. A 08. 150 g 09. 4200 10. 40 ºC 11. B 12. 0,25 cal/gºC 13. 55 ºC 14. 125 g 15. 12 ºC 16. 20 ºC 17. C 18. D 19. C 20. A 21. A 22. D 23. B 24. B 25. D 26. C
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